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基于可達性和服務(wù)面積的公園綠地空間分布研究
[摘 要]傳統(tǒng)的綠地評價指標具有明顯的局限性，不能反映實際的空間分布和使用情況。本文通過結(jié)合地理信息系統(tǒng)中的空間分析工具，提出了空間可達性和服務(wù)面積的綠地評價指標，并希望能夠基于此建立更加完善的評價體系，在公園綠地的布局上兼顧到公平和效率的原則。以廣州市的四個城區(qū)為例，對現(xiàn)有的公園綠地進行了空間分布上的評價，以期對今后的規(guī)劃和建設(shè)提供依據(jù)。 [關(guān)鍵詞]城市綠地，公平與效率，可達性，空間分析，廣州市 [文章編號]1006-0022(2009)02-0083-06 [中圖分類號]TU984.12+4 [文獻標識碼]B Green Space Distribution Based on Accessibility and Serving Area/Xiao Huabin, Yuan Qifeng, Xu Huijun [Abstract] Traditional green space appraisal system is limited in that it cannot reflect green space distribution and usage. The article uses spatial analysis tools in GIS and proposes the appraisal indicators based on accessibility and serving area, and hopes it will introduce more complete appraisal system research. The article appraises the green space distribution in four districts of Guangzhou city and hopes it will provide reference for future urban planning and development. [Key words] Urban green space, Fairness and efficiency, Accessibility, Spatial analysis, Guangzhou city 城市綠地作為城市各類用地中惟一具有土地自然屬性的用地類型，對于保障市民的身心健康和構(gòu)建城市生態(tài)安全格局起著重要作用。城市綠地的類型包括：公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護綠地、附屬綠地等[1]，其中公園綠地是城市綠地系統(tǒng)中與市民生活聯(lián)系最為密切和發(fā)揮最大社會和生態(tài)效益的城市綠地。公園綠地的數(shù)量和面積，已經(jīng)成為評價一個城市宜居性和建設(shè)生態(tài)城市的重要標準之一。 我國現(xiàn)行的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃一直將綠地率、綠化覆蓋率、人均綠地面積等作為綠地評價的重要指標，這些指標在實際應(yīng)用中存在很大缺陷[2]。這些指標沒有反映城市綠地的空間位置，也沒有考慮到市民使用的公平和公園的使用效率問題。隨著空間可達性概念的提出，人們開始關(guān)注公園綠地的可達性問題。通過與地理信息系統(tǒng)(GIS)的空間分析工具的結(jié)合，可以對公園的服務(wù)范圍和可達性進行評價。傳統(tǒng)的公園綠地可達性研究只是考慮距離公園的直線距離，并沒有涉及市民到公園的實際路線；或考慮到了實際路線，但沒有考慮到公園綠地周圍的實際情況，如使用者的數(shù)量和分布、土地使用類型以及開發(fā)密度等。 本文嘗試將利用ArcGIS空間分析工具中的成本加權(quán)距離方法對廣州市人口密集的四個城區(qū)越秀區(qū)、海珠區(qū)、荔灣區(qū)、天河區(qū)的主要公園綠地的可達性進行分析，同時結(jié)合傳統(tǒng)的簡單緩沖方法對公園綠地的空間分布進行評價，以期在為今后的綠地系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)中提供有益的建議和意見。 1公園綠地空間分布研究 對于公共設(shè)施的空間分布研究，可以追溯到古典的區(qū)位論。20世紀30年代，政府公共投資的區(qū)位選擇引起了對新古典區(qū)位論的關(guān)注，主要集中在空間標準、空間分布以及分布的相關(guān)性等方面。McAllister[3]在研究公共設(shè)施的空間標準時提出了公平和效率兩個方面，由于公平比效率在選擇大小和空間時更具敏感性，所以他認為公平性更為重要。Lucy[4]也強調(diào)公共設(shè)施分布的公平性，并提出了五個次概念：平等、需要、需求、偏好、愿支付的費用。 公園綠地的空間分布如何體現(xiàn)公平和效率是城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃所要解決的主要問題之一。公平可以從均等獲得公園的享有機會體現(xiàn)即可達性，效率則可以從公園的服務(wù)面積與服務(wù)面積比率和服務(wù)人口體現(xiàn)。 1.1公園綠地的可達性 可達性是一種經(jīng)驗表述，指利用一種特定的交通系統(tǒng)從某一給定區(qū)位到達活動地點的難易程度，相關(guān)的指標有距離、時間、費用等。Hansen[5]首次提出了可達性的概念，將其定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點相互作用的機會的大小。Kwan[6]將可達性分為個人可達性和地方可達性兩類，前者是反映個人生活質(zhì)量的一個指標，后者是指某一區(qū)位“被接近”的能力。可達性的計算與3個要素有關(guān)[7] ：①交通成本，一般以兩地間的交通時間或交通距離作為計算依據(jù)；②端點區(qū)位吸引力，指提供某種可達性服務(wù)的能力；③端點區(qū)位需求力，指對某種可達性服務(wù)的需要量。 公園綠地的可達性主要體現(xiàn)在市民到達公園需要的時間和費用。Bach[8]利用可達性和可達機會的概念提出了位置—分布模式(location-allocation model)，可以確定到達公園需要的最少時間。 1.2公園綠地的服務(wù)面積 服務(wù)面積是指公共設(shè)施的服務(wù)范圍，一般是指一定服務(wù)半徑所環(huán)繞的面積。Lucy[4]認為在平等的條件，到達公共設(shè)施有一個適當(dāng)限度的距離是必要的，因為嚴格或完全平等的距離是不可能實現(xiàn)的。國外對于公園綠地的服務(wù)半徑(面積)或人口都會有比較明確的標準。美國國家休閑和公園協(xié)會(NRPA)設(shè)定了具體指標對公園的規(guī)劃和建設(shè)進行指導(dǎo)：市民到達最近公園綠地的距離不能超過0.8km(服務(wù)半徑為0.8km)和每英畝公園綠地服務(wù)的人口最大為800人。日本、韓國的國家公園法中也同樣對不同等級公園的服務(wù)面積和人口有具體的規(guī)定。 我國的現(xiàn)行的《城市綠地分類標準》中公園綠地(G1)等級的劃分考慮到了公園的服務(wù)面積和服務(wù)人口，還有像傳統(tǒng)的綠地評價指標中的人均綠地面積等也是基于此制定的。近年來，隨著“生態(tài)城市”、“園林城市”等理念的興起，一些城市相應(yīng)提出的“市民出門500m見綠，1000m可達大型公共綠地”等目標，體現(xiàn)正是公園綠地的服務(wù)面積和可達性。 2公園綠地空間分布的分析方法 2.1可達性分析—成本加權(quán)距離方法 本文對于公園綠地的可達性計算采用的是基于柵格的成本加權(quán)距離方法。柵格數(shù)據(jù)使用一定尺寸的網(wǎng)格來劃分空間，認為每個網(wǎng)格內(nèi)的空間具有相同的屬性，具有確定的數(shù)值(網(wǎng)格的屬性)。使用柵格數(shù)據(jù)，可以對某一個或一組空間數(shù)值在空間上的分布進行簡單有效的描述。 基于柵格的成本加權(quán)距離方法首先需要計算研究區(qū)域的成本柵格圖(Cost Raster)，每個柵格的屬性值表示其成本(Cost)，即表示通過它所需要時間或費用的消耗程度。由于柵格圖像的特殊性，每個非邊緣網(wǎng)格的周圍有8個其他的網(wǎng)格與之相鄰，以每個網(wǎng)格的中心為節(jié)點(Node)，就可以抽象為8條邊(Side)。各個網(wǎng)格的相鄰情況有兩種[9] ：(1)水平或垂直相鄰：兩個網(wǎng)格值的平均值表示該邊的長度，如圖1中，中間結(jié)點到其左邊節(jié)點的邊的長度為： 計算過程中，將每個源設(shè)定為單一節(jié)點，其所屬柵格的成本值定為0，每個源周圍的n個柵格與該“源”形成n條邊。以圖1為例，假定右下角網(wǎng)格作為一個“源”，通過成本加權(quán)距離的計算可以得到：每個節(jié)點到該源的累積總成本值(Accumulated Cost)和每個節(jié)點到最短路徑上前一個節(jié)點的路徑方向(Direction Raster)[10](圖2)。 本次研究以公園綠地為“源”，成本計算值為到達公園綠地的空間阻力值，然后將其轉(zhuǎn)化為時間成本進行分級量化，得出公園綠地的可達性的空間分布。
圖1成本柵格圖
圖2成本加權(quán)和最短路徑選擇 2.2服務(wù)面積分析— 簡單緩沖方法 Perry[11]提出了鄰里單位(Neighborhood Unit)的概念，以一所小學(xué)為中心，在半徑400 m內(nèi)應(yīng)設(shè)有公園和操場等公共服務(wù)設(shè)施。隨著地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，利用簡單緩沖工具分析公共設(shè)施的服務(wù)范圍已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用。Nicholls and Shafer[12]采用GIS的簡單緩沖工具研究公園綠地和休閑服務(wù)，以評價當(dāng)?shù)氐墓珗@系統(tǒng)的可達性。Van Herzele and Wiedemann[13]通過對規(guī)劃的“可達性地區(qū)”實行定性和定量評估，分析了各級的綠色空間。 本次研究采用GIS中簡單緩沖工具，分別計算分析以500m和1000m為服務(wù)半徑的的公園服務(wù)面積以及服務(wù)面積比率。 服務(wù)面積比率是指公園的服務(wù)面積占研究區(qū)域內(nèi)總面積(減去公園綠地和水域的面積)的百分比： 服務(wù)面積比率（%）=
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；(2)斜相鄰：兩個網(wǎng)格值的平均值乘以
表示該邊的長度，如圖1中，中間結(jié)點到右下節(jié)點的邊的長度為：
